A fő radioaktív kibocsátás az alfa (α), a béta (β) és a gamma (γ). Ebben a cikkben a három sugárzás közül az elsőre fogunk beszélni, hogyan fedezték fel, miből áll, sugárzása hogyan befolyásolja az anyag szerkezetét, mi a behatolási ereje és milyen kárt okoz a lényben emberi.
- Felfedezés:
1900-ban, függetlenül és szinte egyidőben, Ernest Rutherford új-zélandi fizikus (1871-1937) és a Pierre Curie francia kémikus (1859-1906) kísérletileg azonosítani tudta az alfa és béta.
Rutherford egy híres kísérletet hajtott végre, amelynek során az alábbi ábrán láthatóhoz hasonló berendezést állított fel:
A radioaktív elem mintáját egy nyílással ellátott ólomtömbbe helyezte. Mivel az ólom blokkolja a radioaktív emissziót, nem terjednének át a környezetben, hanem az ólom egyetlen nyílása felé irányítanák. Ezt az eszközt vákuumnak kitett tartályba helyezték. Két ellentétes töltéssel felvillanyozott lemezt illesztettek erre az eszközre - vagyis elektromos potenciált alkalmaztak. Az ólomtömbdel szemközti falon fényképes lemezt vagy képernyőt helyeztek cink-szulfiddal, fluoreszcens anyaggal, amely rögzíti a radioaktív emissziót.
A kísérlet során megfigyelt egyik tényező az volt, hogy az alfa-sugárzás útja a lemez negatív pólusára terelődött. Mint ismeretes, ellentétes töltések vonzzák, következésképpen arra a következtetésre jutottak az alfa sugárzások valójában pozitív részecskék.
- Alkotmány:
Idővel kiderült, hogy ezek a pozitív részecskék valójábankét proton és két neutron alkotja (42α2+)azaz egyenlő egy héliummaggal (42Ő). Ezen túlmenően nehéz részecskék, nagy tömegűek, mivel az elektromágneses mező eltérítette őket.
- Az alfa részecskekibocsátás következményei az atom szerkezetére:
Mint tudjuk, a sugárzás egy olyan folyamat, amely a magból indul ki - ezért a nukleáris reakciók kifejezés. Ezért magában foglalja a nukleáris töltés változását (pozitív), ami az anyag változását okozza.
Alfa részecske kibocsátása esetén (42α2+), az atom atomszáma (protonok száma) két egységet csökken (mert két protont veszített), tömegszáma (protonok és neutronok száma a magban) pedig négy egységet.
Nézze meg, hogyan történik ez egy alfa részecske emissziójában egy általános elem atomjából (ZAX):
ZAX → 42α2+ + Z-2A-4x
Példa:
92238U → 42α2+ + 90234Th
Az alfa-sugárzásnak is nagy az ionizáló ereje, képes két elektron befogására és héliummá válni:
42α2+ + 2 és- → 42ő
- Behatolási erő:
Az alfa-részecskék sebessége alacsony, kezdetben 3000 km / s és 30 000 km / s között van. Átlagos sebessége megközelítőleg 20 000 km / s, ami a fénysebesség 5% -a. Mivel az alfa-sugárzás lassú, a nagyon alacsony behatolási teljesítmény, még egy papírlapra, ruházatra vagy bőrre sem hatol be.
A behatolási teljesítmény és a többi béta- és gamma-kibocsátás összehasonlításához lásd az alábbi ábrát:
- Emberi kár:
Alacsony behatolási erejük miatt az a kártétel, amelyet az alfa-részecskék okoznak az emberek számára kicsi. Amikor hatással vannak testünkre, az elhalt hámsejtek visszatartják őket, és legfeljebb égési sérüléseket okozhatnak.
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
